本發(fā)明屬于鋰/亞硫酰氯電池電解液，具體涉及一種高溫鋰電池電解液添加劑的合成方法及應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、亞硫酰氯又稱氯化亞砜可用于鋰/亞硫酰氯電池，鋰/亞硫酰氯電池是以金屬鋰作為負(fù)極，液態(tài)亞硫酰氯作為正極活性物質(zhì)和電解質(zhì)的電化學(xué)體系電源，其中通常將socl2溶解lialcl4后的溶液作為無(wú)機(jī)電解液，如申請(qǐng)?zhí)枮?00410061326.1的專利文獻(xiàn)公開(kāi)了一種鋰亞硫酰氯電池用電解液的制備方法，該方法將socl2進(jìn)行精餾提純后加入?lialcl4，再加入金屬鋰并加熱回流提純后注入so2氣體進(jìn)行過(guò)濾，最終制得鋰/亞硫酰氯電池電解液。

2、鋰/亞硫酰氯（li/socl2）電池是一種以鋰為陽(yáng)極，碳作陰極載體，無(wú)水四氯鋁酸鋰的亞硫酰氯溶液作電解液的鋰電池。鋰/亞硫酰氯電池具有比能量高、比功率大、放電電壓平穩(wěn)及儲(chǔ)存壽命長(zhǎng)等特性，在航空航天、水中兵器、導(dǎo)航設(shè)備、地質(zhì)勘探、儀器儀表等軍事和民用工業(yè)中都有廣泛的應(yīng)用。鋰/亞硫酰氯電池是目前電池領(lǐng)域中比能量和比功率最高的電池。鋰亞硫酰氯電池的總反應(yīng)機(jī)理為：4li+2socl2→4licl+s+so2，硫和二氧化硫溶解在過(guò)量的亞硫酰氯電解液中，而且在放電期間由于產(chǎn)生二氧化硫，會(huì)有一定程度的壓力產(chǎn)生。在貯存期間鋰負(fù)極一經(jīng)與電解質(zhì)接觸，就與亞硫酰氯電解質(zhì)反應(yīng)生成licl，鋰負(fù)極即受到在其上面形成的licl膜的保護(hù)，這一鈍化膜有益于延長(zhǎng)電池的貯存壽命。

3、如申請(qǐng)?zhí)枮?02211549479.5的專利文獻(xiàn)公開(kāi)了一種鋰亞硫酰氯電池的電解液，該電解液包括亞硫酰氯和預(yù)處理組分，預(yù)處理組分包括四氯鋁酸鋰、添加劑和替代電解質(zhì)鹽，且亞硫酰氯和預(yù)處理組分分開(kāi)單獨(dú)處理，添加劑為二氧化硫、聚氯乙烯、氯化溴和氯乙烯-偏二氯乙烯共聚物中的一種或多種，替代電解質(zhì)鹽為鹵硼酸鹽、ligacl4和li2b10cl10中的一種或多種。該鋰亞硫酰氯電池電解液有助于減少氯化亞砜的腐蝕性和刺激性對(duì)工作人員的毒害和對(duì)環(huán)境的污染，通過(guò)調(diào)整合適的四氯鋁酸鋰電解質(zhì)鹽的濃度、采用合適的替代電解質(zhì)鹽配比、在電池電解液中加入添加劑有效改善鋰亞硫酰氯電?池的電壓滯后性，然而該電解液并沒(méi)有有效解決鋰/亞硫酰氯電池高溫環(huán)境下電化學(xué)性能、低溫環(huán)境下電化學(xué)性能和長(zhǎng)期存儲(chǔ)鈍化性能。

4、如申請(qǐng)?zhí)枮?01811570609.7的專利文獻(xiàn)公開(kāi)了一種鋰/亞硫酰氯電池電解液及其制備方法，該電解液包括亞硫酰氯、電解質(zhì)鹽和添加劑，其中添加劑包括第一添加劑和第二添加劑，電解液中的第一添加劑和第二添加劑協(xié)同作用，使鋰/亞硫酰氯電池取得了良好的放電電壓和放電容量，顯著改善了鋰/亞硫酰氯電池的電壓滯后現(xiàn)象，并且由該電解液制備的鋰/亞硫酰氯電池具有較好的循環(huán)性能和較高的使用安全性。然而該電解液并沒(méi)有有效解決鋰/亞硫酰氯電池高溫環(huán)境下電化學(xué)性能、低溫環(huán)境下電化學(xué)性能和長(zhǎng)期存儲(chǔ)鈍化性能。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明解決的技術(shù)問(wèn)題是提供了一種高溫鋰電池電解液添加劑的合成方法，該方法制備的添加劑用于鋰/亞硫酰氯電池電解液能夠有效提高電池的高低溫放電性能，并且能夠有效改善鋰/亞硫酰氯電池的長(zhǎng)效存儲(chǔ)性能和高溫環(huán)境下工作安全性。

2、本發(fā)明為解決上述技術(shù)問(wèn)題采用如下技術(shù)方案，一種高溫鋰電池電解液添加劑的合成方法，其特征在于具體步驟為：將金屬鹵化物加入到溶劑中并加熱回流，其中金屬鹵化物為鹵化銅或鹵化鋁中的一種或多種，溶劑為亞硫酰氯或硫酰氯中的一種或多種，再加入聚鹵乙烯粉末和無(wú)水四氯鋁酸鋰，繼續(xù)加熱回流反應(yīng)至溶液顏色變?yōu)殄X(qián)黃綠色，停止加熱并自然冷卻至室溫，再經(jīng)過(guò)濾、干燥得到高溫鋰電池電解液添加劑。

3、進(jìn)一步限定，所述鹵化銅為氯化銅或溴化銅中的一種或多種；所述鹵化鋁為氯化鋁或溴化鋁中的一種或多種；所述聚鹵乙烯為聚氯乙烯或聚溴乙烯中的一種或多種。

4、進(jìn)一步限定，所述金屬鹵化物、溶劑、聚鹵乙烯粉末和無(wú)水四氯鋁酸鋰的投料配比為0.1~10g:100~2000ml:0.1~100g:10~200g。

5、進(jìn)一步限定，合成過(guò)程均在水分≤3%的干燥環(huán)境下完成。

6、本發(fā)明所述的高溫鋰電池電解液添加劑用于鋰/亞硫酰氯電池電解液。

7、本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)和有益效果：（1）本發(fā)明制備的高溫鋰電池電解液添加劑用于鋰/亞硫酰氯電池電解液能夠有效改善電池在185~220℃高溫環(huán)境下的電化學(xué)性能，能夠有效提升電池在高溫環(huán)境下的放電電壓和放電容量；（2）本發(fā)明制備的高溫鋰電池電解液添加劑用于鋰/亞硫酰氯電池電解液能夠有效改善電池在-70~-35℃低溫環(huán)境下的電化學(xué)性能，能夠有效提升電池在低溫環(huán)境下的放電電壓和放電容量；（3）本發(fā)明制備的高溫鋰電池電解液添加劑用于鋰/亞硫酰氯電池電解液能夠有效改善電池的長(zhǎng)效存儲(chǔ)性能；（4）本發(fā)明制備的高溫鋰電池電解液添加劑用于鋰/亞硫酰氯電池電解液能夠有效改善電池在85~220℃高溫環(huán)境下工作安全性。

技術(shù)特征：

1.一種高溫鋰電池電解液添加劑的合成方法，其特征在于具體步驟為：將金屬鹵化物加入到溶劑中并加熱回流，其中金屬鹵化物為鹵化銅或鹵化鋁中的一種或多種，溶劑為亞硫酰氯或硫酰氯中的一種或多種，再加入聚鹵乙烯粉末和無(wú)水四氯鋁酸鋰，繼續(xù)加熱回流反應(yīng)至溶液顏色變?yōu)殄X(qián)黃綠色，停止加熱并自然冷卻至室溫，再經(jīng)過(guò)濾、干燥得到高溫鋰電池電解液添加劑。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高溫鋰電池電解液添加劑的合成方法，其特征在于：所述鹵化銅為氯化銅或溴化銅中的一種或多種；所述鹵化鋁為氯化鋁或溴化鋁中的一種或多種；所述聚鹵乙烯為聚氯乙烯或聚溴乙烯中的一種或多種。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高溫鋰電池電解液添加劑的合成方法，其特征在于：所述金屬鹵化物、溶劑、聚鹵乙烯粉末和無(wú)水四氯鋁酸鋰的投料配比為0.1~10g:100~2000ml:0.1~100g:10~200g。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高溫鋰電池電解液添加劑的合成方法，其特征在于：合成過(guò)程均在水分≤3%的干燥環(huán)境下完成。

5.根據(jù)權(quán)利要求1~4中任意一項(xiàng)所述的方法制備的高溫鋰電池電解液添加劑在鋰/亞硫酰氯電池電解液中的應(yīng)用。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開(kāi)了一種高溫鋰電池添加劑的合成方法及應(yīng)用，其具體制備步驟為：將金屬鹵化物加入到溶劑中并加熱回流，其中金屬鹵化物為鹵化銅或鹵化鋁中的一種或多種，溶劑為亞硫酰氯或硫酰氯中的一種或多種，再加入聚鹵乙烯粉末和無(wú)水四氯鋁酸鋰，繼續(xù)加熱回流反應(yīng)至溶液顏色變?yōu)殄X(qián)黃綠色，停止加熱并自然冷卻至室溫，再經(jīng)過(guò)濾、干燥得到高溫鋰電池添加劑。本發(fā)明制備的添加劑用于鋰/亞硫酰氯電池電解液能夠有效提高電池的高低溫放電性能，并且能夠有效改善鋰/亞硫酰氯電池的長(zhǎng)效存儲(chǔ)性能和高溫環(huán)境下工作安全性。

技術(shù)研發(fā)人員：莊俊峰,謝紫娟,陳立寶,楊曉聰,蘇建偉,莊曉兵
受保護(hù)的技術(shù)使用者：河南創(chuàng)達(dá)電子科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/30